TWI404081B - 實時貴重氣體偏極化產生器及偏極化貴重氣體的傳送箱 - Google Patents

Description

實時貴重氣體偏極化產生器及偏極化貴重氣體的傳送箱

本發明係基於委託國立清華大學原科中心開發之研究計劃成果，計劃日期：95年12月1日，計劃編號：95A0316L1。本計劃之成果依照委託開發合約，由委託方申請。

本發明係有關一種貴重氣體偏極化產生器，特別是關於一種實時(InSitu)貴重氣體偏極化產生器。

偏極化貴重氣體(polarized noble gases)已廣泛應用於物理實驗、中子束研究、材料科學以及醫療應用上，例如在核磁顯影的相關應用上，偏極化貴重氣體偏極化訊號的強度是傳統偏極化的氫1(1H)偏極化訊號的10,000倍以上，這使得醫療及材料科學等的應用上出現了一個原來無法達到的嶄新領域。而在中子束相關研究方面，偏極化的氦3(3He)氣體可以非常有效地過濾中子，達到使中子偏極的目的，且不會限制中子束的能量與動量。

偏極化貴重氣體可以由光學激化核自旋交換法(SEOP)所製備。例如氦3的光學激化核自旋交換法，包括銣的共價電子由光學激化到單一基態的自旋狀態形成偏極化，以及偏極化的銣共價電子與氦3原子碰撞產生自旋偏極的轉 移。圖1係習知利用光學激化核自旋交換法之貴重氣體偏極化產生器100的示意圖，其包括一組直徑約為1米的亥姆霍茲(Helmholtz)線圈110及111，一保溫爐112位於亥姆霍茲線圈110及111之間，基瓶114位於保溫爐112中，其內裝填銣120、氦3、氦4以及氮氣，一加熱與溫控單元118經熱傳輸路徑128連接保溫爐112以控制基瓶114的溫度，使銣120蒸發為氣態，一波長為794.7nm且功率為30W的雷射124產生雷射光130通過偏極裝置126產生圓偏極雷射光132通過基瓶114停止於雷射停止單元122，以及一核磁共振線圈(NMR coil)116位於基瓶114的附近以發送與接收射頻(RF)訊號，量測基瓶114中氦3的偏極化。亥姆霍茲線圈110及111用以通大電流(約8安培)產生磁場，其磁力線的分布如圖2所示，在中心位置134形成均勻磁場空間，其磁場B₀ 的強度約為25.6高斯(Gauss)。

參考圖1，在銣120的光學激化過程中，由於794.7nm的圓偏極雷射光132相當於銣120的D1躍遷線，且圓偏極光只能驅動電子的自旋狀態從到的躍遷，因此雷射光132驅動銣120的電子從且的基態躍遷 至且的激態，之後銣120的電子衰退到與的基態，然而任何回到且的電子會被圓偏極雷射光132重新激化，最後銣120的電子都被激化到的基態，產生偏極化的銣，此過程典型上需花費數毫秒的時間。在銣－氦3的自旋交換與氦的超偏極化的過程中，藉由超精細費米接觸的交互作用，氦3的原子核與偏極化銣的電子自旋交互作用以轉移偏極化銣的自旋狀態到氦3上，使氦3產生超偏極化，此過程需要銣電子的波函數與氦3的原子核緊密重疊，且交互作用隨原子間的距離以指數般的變化，因此只有少部分的碰撞產生足夠的重疊導致銣與氦3的自旋交換，相對於銣120在基瓶114中偏極化穩態的達成約需數毫秒，氦3偏極化的發生需要小時這樣的數量級，是以，氦3的光學激化核自旋交換法偏好使用加熱的基瓶114，以增加偏極化銣的密度，進而增加銣－氦3自旋交換的機率。

圖3係圖1中以核磁共振線圈116量測基瓶114中氦3偏極化的示意圖，核磁共振線圈116位於均勻磁場B₀ 中，為一獨立的脈衝式的核磁共振系統，其包括發射與接收線圈210及220分別位於基瓶114的兩端。發射與接收線圈210及220發射頻率與氦3在磁場B₀ 進動(regression)頻率相同的RF訊號使氦3達到小角度的傾角，並接收返回的RF訊號，以量測基瓶114中氦3的偏極化。由於氦3在磁場B₀ 的進動頻率與磁場B₀ 的大小成正比，因此不穩 定的磁場會影響量測結果。此外，偏極化的氦3與不均勻磁場的交互作用是造成氦3去偏極化的主要原因之一，是以，不均勻的磁場導致偏極化後氦3的存放時間或弛緩時間(relaxation time)T1減小，加速偏極化氦3的衰減。

由於在氦3偏極化的過程需要磁場B₀ ，使銣原子能階分裂以及使偏極化的銣與偏極化的氦－3有遵循的方向，此外，氦3偏極之後必須置於均勻磁場中以避免氦3的去偏極化，而且氦－3的偏極量測需要穩定的磁場，因此，一個穩定均勻的磁場空間在偏極化貴重氣體上是相當重要的。

然而，如圖1所示，習知的貴重氣體偏極化產生器100係藉由在直徑約為1米的亥姆霍茲線圈110及111上通大電流(約8安培)以產生均勻度((最大值－最小值)/平均值)小於10^－4 的穩定均勻磁場空間，因此需要穩定的電源供應器與周圍溫度的控制，以避免因電流或溫度的改變而影響磁場的穩定性，所需的設備成本及偏極化氦3的製造成本均較高。此外，由於亥姆霍玆線圈110及111所產生的磁場會受到週遭電氣產品、電磁場及鐵磁性物質的影響，很難在開放的系統中產生均勻的磁場，因此需在亥姆霍茲線圈110及111外圍加上金屬屏蔽，以避免外圍環境的電磁干擾。但是亥姆霍茲線圈110及111與金屬屏蔽的體積龐大且重量過重，不適於移動，因此傳統上若要運送偏極化後的氦3氣體到使用地點時，需先將基瓶114從亥姆霍茲線圈110及111取出，再放入一具有均勻磁場及有屏蔽效果的傳送箱(例如螺線管或永久磁鐵箱)後加以運送。參考圖 1及圖2所示，當基瓶114從亥姆霍茲線圈110及111取出時，會經過不均勻磁場A或B，使得氦3的偏極化受到影響。即使關閉亥姆霍茲線圈110及111產生的磁場以消除不均勻磁場A及B，但此時僅剩地球磁場，且地球磁場太小，偏極化的氦3易受到外界的電磁干擾，造成氦3偏極化的衰減。

此種先對貴重氣體偏極化再運送使用的方式，為非實時的應用，除了偏極化貴重氣體取出後有訊號折損的問題而造成運送的困擾外，更有使用時間的限制(受限於遲緩時間)，若能同步對貴重氣體進行偏極及使用，則可同時解決運送的困擾及使用時間的限制，一般稱此種能當場製造及使用的設備為實時化(InSitu)設備。

本發明的目的之一，在於提出一種體積小且具有磁場屏蔽的實時貴重氣體偏極化產生器。

本發明的目的之一，在於提出一種易於運送的實時貴重氣體偏極化產生器。

本發明的目的之一，在於提出一種可攜式的實時貴重氣體偏極化產生器。

本發明的目的之一，在於提出一種降低成本的實時貴重氣體偏極化產生器。

根據本發明，一種實時貴重氣體偏極化產生器包括一腔體，其具有由高導磁率物質所構成的上蓋與下蓋，以及 磁場方向相同的第一及第二磁鐵單元用以產生一磁場，該第一及第二磁鐵單元分別連接至該上蓋與該下蓋的兩側，該上蓋及該下蓋相對該腔體的中心部份為等距以引導該磁場在該腔體內部產生一均勻的磁場空間，並形成屏蔽效應，一保溫單元位於該腔體內，其具有一爐體空間以將溫度保持在預定的範圍之內，一基瓶位於該爐體空間中，用以裝填貴重氣體，一加熱源用以提供熱至該爐體空間中，以維持該基瓶的溫度在該預定的範圍之內，以及一激化單元用以產生一特定波長且與該磁場空間的磁場方向相同的圓偏極雷射光，以偏極化該基瓶內的貴重氣體。

本發明藉由具有均勻磁場空間並自動形成屏蔽效應的腔體取代傳統亥姆霍茲線圈或螺線管線圈所提供貴重氣體偏極化時所需的磁場，大幅降低貴重氣體偏極化產生器的體積與重量，使貴重氣體偏極化產生器成為可攜式裝置，以在需要偏極化貴重氣體的場合實時產生偏極化貴重氣體，或者直接以該腔體為傳送箱，避免偏極化的貴重氣體因經過不均勻磁場或外界干擾而造成貴重氣體偏極化的衰減，增加運送的安全性。

圖4係本發明的實時貴重氣體偏極化產生器300的示意圖，圖5係圖4的側視圖。參考圖4及圖5，實時貴重氣體偏極化產生器300包括一腔體310，其內具有一均勻的磁場空間，該腔體310對該磁場空間形成屏蔽效應，一 保溫單元(例如保溫爐)324位於腔體310內，其具有一爐體空間325以將溫度保持在預定的範圍之內，一絕熱層320位於腔體310與保溫單元324之間，一基瓶328位於爐體空間325中，基瓶328中裝填貴重氣體(例如氦3或氙129)、鹼金屬(例如銣)以及緩衝氣體(例如氮氣)，一加熱源332連接爐體空間325以維持基瓶328的溫度在該預定的範圍之內，使基瓶328中的鹼金屬蒸發為氣態，一隔熱墊330位於絕熱層320與保溫單元324之間以進一步阻絕熱的傳遞，一雷射336提供一雷射光334，一反射單元(例如反射鏡或稜鏡)322位於腔體310內，例如保溫單元324的上方，用以反射雷射光334以形成與該磁場空間的磁場方向相同的雷射路徑通過基瓶328，一偏極裝置338位於雷射336與基瓶328之間的雷射路徑上，例如在雷射336的前方或在反射單元322與基瓶328之間，以偏極化雷射光334，使進入基瓶328的雷射光為偏極化雷射光，以偏極基瓶328中的鹼金屬，例如將鹼金屬的共價電子激化到單一基態的自旋狀態，偏極化的鹼金屬共價電子與貴重氣體原子的原子核碰撞產生自旋偏極的轉移，形成偏極化的貴重氣體，以及一核磁共振線圈326位於基瓶328附近，用以發射與接收RF信號，以量測基瓶328中貴重氣體的偏極化。在本實施例中，雷射336、反射單元322以及偏極裝置338構成一激化單元，用以產生一特定波長且與該磁場空間的磁場方向相同的偏極化雷射光，以偏極化基瓶328內的貴重氣體，保溫單元324由玻璃、矽酸鈣板或任 何具保溫效果的材料構成，以保持爐體空間325的溫度在該預定範圍內，加熱源332包括可以提供恆定熱風或熱物質來加熱基瓶328之管路或裝置，例如一連接至加熱氣槍的石英管，以及絕熱層320由絕熱物質或可將熱帶走的熱傳遞裝置所構成，例如在腔體310內壁上圍繞玻璃管並在該玻璃管中通過控溫的氣體，以有效帶走外散的熱，形成均勻的溫度分布，避免因不均勻的溫度分布導致腔體310內部磁場空間的均勻度劣化，影響偏極化的效率。在不同的實施例中，激化單元中的偏極裝置338包括偏極板(例如波板)或由分光鏡與波板組成的圓偏極裝置，以產生圓偏極雷射光進入基瓶328偏極其中的鹼金屬。在另一實施例中，激化單元包括雷射336以及具有偏極雷射光334功能的反射單元322，因而省略偏極裝置338。

在一實施例中，反射單元322、絕熱層320及隔熱墊330是可拆解的，在貴重氣體被偏極化後，拆除反射單元322、絕熱層320及隔熱墊330，並加裝富有彈性的防碰撞裝置(例如適當形狀大小的泡棉)置於基瓶328、保溫單元324與腔體310之間，以固定基瓶328避免碰撞，並使用腔體310作為運送箱，將偏極化的貴重氣體運送到需要的地方。在另一實施例中，拆除反射單元322、保溫單元324、絕熱層320及隔熱墊330，保留基瓶328在腔體310中，並加裝富有彈性的防碰撞裝置(例如適當形狀大小的泡棉)置於基瓶328與腔體310之間，以固定基瓶328避免碰撞， 並使用腔體310作為運送箱。在又一實施例中，拆除反射單元322及隔熱墊330，並加裝富有彈性的防碰撞裝置(例如適當形狀大小的泡棉)置於基瓶328、保溫單元324與絕熱層320(如絕熱物質)之間，以固定基瓶328避免碰撞，並使用腔體310作為運送箱。由於腔體310具有均勻磁場以及屏蔽效果，因此偏極化的貴重氣體在運送的過程中，不會受到不均勻磁場或外界電磁干擾的影響，而造成偏極化貴重氣體的衰減。

在不同的實施例中，實時貴重氣體偏極化產生器300的重量小(例如小於十公斤)且體積小型化，可將其搬運到需要偏極化貴重氣體的場合實時產生偏極化的貴重氣體。此小型化的貴重氣體偏極化產生器成為可攜式裝置，增加使用上的彈性及便利性。此外，在使用空間被限制的情況下，可持續實時的對貴重氣體加以偏極，無須將基瓶328取出，免除受限於偏極化貴重氣體弛緩時間T1的問題。例如在中子束的相關研究上，以偏極化貴重氣體作為自旋過濾器時，弛緩時間T1決定自旋過濾器可應用的時間，藉由持續實時的對貴重氣體加以偏極化，可使中子束的研究不會因已達弛緩時間T1而暫停，具有優越的操作性。

如圖6及圖7所示，在一實施例中，腔體310包括由高導磁率物質(μ－metal)，例如鎳鐵合金，構成的上蓋342與下蓋344，二者相對腔體310的中心部份為等距，例如具有相同的尺寸，以及磁鐵單元370及372分別連接在上 蓋342與下蓋344的兩側之間，作為產生磁場的磁力源，磁鐵單元370包括永久磁鐵316及318，以及一位於永久磁鐵316及318之間的側壁348，用以串接永久磁鐵316及318，磁鐵單元372包括永久磁鐵312及314，以及一位於永久磁鐵312及314之間的側壁346，用以串接永久磁鐵312及314。其中，磁鐵單元370及372的磁場方向相同，例如永久磁鐵312－318的N極方向374均向上，以及側壁346及348由高導磁率物質構成。較佳者，側壁348具有延伸邊蓋358與360分別接合永久磁鐵316及318，以將其串接在一起，側壁346具有延伸邊蓋354及356分別接合永久磁鐵312及314，以將其串接在一起，上蓋342具有延伸邊蓋350及352，下蓋344具有延伸邊蓋362及364，磁鐵單元370位於延伸邊蓋352與364之間，磁鐵單元372位於延伸邊蓋350與362之間。永久磁鐵312－318的磁力線經側壁346與348、上蓋342以及下蓋344的引導，在腔體310內部形成磁場方向為上下方向(本實施例為向下)的均勻磁場空間，其水平磁場的分布如圖8所示，其顯示腔體310中在水平距離8公分至28公分之間具有均勻的磁場B₀ ’，其磁場大小約為1.2E－3特斯拉(Tesla)，且在水平距離13公分至23公分之間的磁場均勻度小於10^－4 ，已達到貴重氣體偏極化時所需的磁場均勻度的要求，因此可作為提供貴重氣體偏極化時所需的穩定均勻磁場。此外，由於腔體310由高導磁率物質構成，因此自動形成屏蔽效應。在一實施例中，調整該均勻磁場B₀ ’的強 度為10高斯，以和維持中子偏極化的標準導向磁場(guide field)的數量級一致。在另一實施例中，永久磁鐵312－318與接合區域350－364經由黏著劑黏合在一起，或者經由如螺絲或夾鉗等機械結構接合在一起。在不同的實施例中，可藉由調整磁鐵單元370與372中側壁及永久磁鐵的數量，產生所需的磁場空間，例如磁鐵單元370與372可以各為單獨一個永久磁鐵直接連至上蓋342與下蓋344，或二個以上的永久磁鐵經由多個側壁串接在一起，再與上蓋342與下蓋344連接。

參考圖5，以產生偏極化氦3為例說明，其中，如圖7所示，腔體310藉由永久磁鐵與高導磁率物質形成均勻磁場，且高導磁率物質構成自然的屏蔽以阻絕外界的干擾。基瓶328中裝填銣、氦3、氦4及氮氣，以及反射單元322為一反射鏡。熱經由加熱源332提供至爐體空間325以維持基瓶328的溫度，使銣蒸發為氣態，雷射336產生波長為794.7nm的雷射光334經偏極裝置338後提供偏極化波長794.7nm的雷射光，經反射單元322後形成與磁場B₀ ’方向相同的雷射路徑通過基瓶328，將銣激化到單一基態的自旋狀態，氦3的原子核與銣碰撞產生自旋偏移的轉移，形成偏極化的氦3。由於腔體310藉由永久磁鐵與高導磁率物質形成均勻磁場，因此不需要穩定的電源供應器提供大電流以產生均勻的磁場，除了大幅減少貴重氣體偏極化產生器300的體積及重量外，更有效降低設備成本與偏極化氦3的製造成本。

圖9及圖10分別為在壓力為1大氣壓下，將偏極化氦3基瓶放入本發明的腔體以及習知外圍無金屬屏蔽的亥姆霍茲線圈中的弛緩現象量測圖。以一直徑為5公分，高為6公分的基瓶為例，將偏極化氦3置於本發明具有均勻磁場的腔體中的弛緩量測結果如圖9所示，其弛緩時間T1約為24.75小時。而將偏極化後的氦3置於習知外圍無金屬屏蔽的亥姆霍茲線圈所產生的磁場中的弛緩量測結果如圖10所示，其弛緩時間T1約為17.5小時，顯示本發明能提供更好的防護以減緩偏極化氦3的衰減。

圖11係偏極化氦3在運送前(例如形成偏極化的氦3後)的自由感應衰變(Free Induction Decay；FID)訊號圖，圖12係偏極化氦3經運送後(例如以本發明的腔體作為傳送箱，由汽車從實驗室運送至數公里外的辦公室)的FID訊號圖。如圖11及圖12所示，偏極化氦3的FID訊號在運送前與運送後的FID訊號峰值幾乎沒有改變，顯示在形成偏極化氦3後，直接以本發明的腔體作為傳送箱將偏極化氦3運送至使用地點，例如中子爐或醫院等地方，可避免因偏極化氦3從偏極化設備取出後的訊號折損等問題。

100‧‧‧貴重氣體偏極化產生器

110－111‧‧‧亥姆霍茲線圈

112‧‧‧保溫爐

114‧‧‧基瓶

116‧‧‧核磁共振線圈

118‧‧‧加熱與溫控單元

120‧‧‧銣

122‧‧‧雷射停止單元

124‧‧‧雷射

126‧‧‧偏極裝置

128‧‧‧熱傳輸路徑

130‧‧‧雷射光

132‧‧‧圓偏極雷射光

134‧‧‧中心位置

210‧‧‧發射與接收線圈

220‧‧‧發射與接收線圈

300‧‧‧實時貴重氣體偏極化產生器

310‧‧‧腔體

312－318‧‧‧永久磁鐵

320‧‧‧絕熱層

322‧‧‧反射單元

324‧‧‧保溫單元

325‧‧‧爐體空間

326‧‧‧核磁共振線圈

328‧‧‧基瓶

330‧‧‧隔熱墊

332‧‧‧加熱源

334‧‧‧雷射光

336‧‧‧雷射

338‧‧‧偏極裝置

342‧‧‧上蓋

344‧‧‧下蓋

346－348‧‧‧側壁

350－364‧‧‧接合區域

370－372‧‧‧磁鐵單元

374‧‧‧N極方向

376‧‧‧磁力線

圖1係習知的貴重氣體偏極化產生器的示意圖；圖2係圖1中亥姆霍茲線圈磁力線的分布圖；圖3係以核磁共振線圈量測氦3偏極化的示意圖；圖4係本發明的實時貴重氣體偏極化產生器的示意 圖；圖5係圖4的側視圖；圖6係圖4中腔體的示意圖；圖7係圖6的正視圖；圖8係腔體中水平磁場的分布圖；圖9係極化後的氦3基瓶放入本發明的腔體中的弛緩現象量測圖；圖10係偏極化後的氦3基瓶放入習知外圍無金屬屏蔽的亥姆霍茲線圈中的弛緩現象量測圖；圖11係偏極化氦3在運送前的自由感應衰變訊號圖；以及圖12係偏極化氦3經運送後的自由感應衰變訊號圖。

310‧‧‧腔體

320‧‧‧絕熱層

322‧‧‧反射單元

324‧‧‧保溫單元

325‧‧‧爐體空間

326‧‧‧核磁共振線圈

328‧‧‧基瓶

330‧‧‧隔熱墊

332‧‧‧加熱源

334‧‧‧雷射光

336‧‧‧雷射

338‧‧‧偏極裝置

Claims (23)

1. 一種實時貴重氣體偏極化產生器，包括：一腔體，其具有由高導磁率物質所構成的上蓋與下蓋，以及磁場方向相同的第一及第二磁鐵單元用以產生一磁場，該第一及第二磁鐵單元分別連接至該上蓋與該下蓋的兩側，該上蓋及該下蓋相對該腔體的中心部份為等距以引導該磁場在該腔體內部產生一均勻的磁場空間，並形成屏蔽效應；一保溫單元，位於該腔體內，其具有一爐體空間以將溫度保持在一預定的範圍內；一基瓶，位於該爐體空間中，用以裝填貴重氣體；一加熱源，用以提供熱至該爐體空間中以維持該基瓶的溫度在該預定的範圍內；以及一激化單元，用以產生一特定波長且與該磁場空間的磁場方向相同的偏極化雷射光通過該基瓶，以偏極化該基瓶內的貴重氣體。
2. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該偏極化雷射光包括圓偏極雷射光。
3. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該上蓋具有第一及第二延伸邊蓋，該下蓋具有第三及第四延伸邊蓋，該第一磁鐵單元位於該第一及第三延伸邊蓋之間，以及該第二磁鐵單元位於該第二及第四延伸邊蓋之間。
4. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該 第一及第二磁鐵單元包括：一第一永久磁鐵；一第二永久磁鐵；以及一側壁，位於該第一及第二永久磁鐵之間，以串接該第一及第二永久磁鐵；其中，該側壁由該高導磁率物質構成。
5. 如請求項4的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該側壁具有第一及第二延伸邊蓋分別接合該第一及第二永久磁鐵。
6. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該高導磁率物質包括鎳鐵合金。
7. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該保溫單元包括由玻璃、矽酸鈣板或具保溫效果的材料構成。
8. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，其中加熱源包括一連接至加熱氣槍的石英管或可以提供恆定熱風或熱物質之管路或裝置。
9. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該激化單元包括：一雷射，位於該腔體外，用以產生一雷射光；一反射單元，位於該腔體內，用以反射該雷射光，使該雷射光通過該基瓶；以及一偏極單元，位於該雷射與該基瓶之間，以偏極該雷射光。
10. 如請求項9的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該反射單元包括反射鏡或稜鏡。
11. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該激化單元包括：一雷射，位於該腔體外，用以產生一雷射光；一反射單元，位於該腔體內，用以反射與偏極該雷射光，使該雷射光通過該基瓶。
12. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，更包括一絕熱層，位於該腔體與該保溫單元之間。
13. 如請求項12的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該絕熱層包括熱傳遞裝置。
14. 如請求項13的實時貴重氣體偏極化產生器，其中該熱傳遞裝置包括玻璃管，其中通過控溫的氣體。
15. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，更包括一隔熱墊，位於該絕熱層與該保溫單元之間。
16. 如請求項1的實時貴重氣體偏極化產生器，更包括一核磁共振線圈，位於該基瓶附近，用以發射與接收射頻訊號，以量測該貴重氣體的偏極化程度。
17. 一種偏極化貴重氣體的傳送箱，包括：一腔體，其具有由高導磁率物質所構成的上蓋與下蓋，以及磁場方向相同的第一及第二磁鐵單元用以產生一磁場，該第一及第二磁鐵單元分別連接至該上蓋與該下蓋的兩側，該上蓋及該下蓋相對該腔體的中心部份為等距以引導該磁場在該腔體內部產生 一均勻的磁場空間，並形成屏蔽效應；以及一基瓶，位於該腔體中，其內具有偏極化貴重氣體。
18. 如請求項17的偏極化貴重氣體的傳送箱，其中該上蓋具有第一及第二延伸邊蓋，該下蓋具有第三及第四延伸邊蓋，該第一磁鐵單元位於該第一及第三延伸邊蓋之間，以及該第二磁鐵單元位於該第二及第四延伸邊蓋之間。
19. 如請求項17的偏極化貴重氣體的傳送箱，其中該第一及第二磁鐵單元包括：一第一永久磁鐵；一第二永久磁鐵；以及一側壁，位於該第一及第二永久磁鐵之間，以串接該第一及第二永久磁鐵；其中，該側壁由該高導磁率物質構成。
20. 如請求項19的偏極化貴重氣體的傳送箱，其中該側壁具有第一及第二延伸邊蓋分別接合該第一及第二永久磁鐵。
21. 如請求項17的偏極化貴重氣體的傳送箱，其中該高導磁率物質包括鎳鐵合金。
22. 如請求項17的偏極化貴重氣體的傳送箱，更包括一防碰撞裝置位於該腔體與該基瓶之間。
23. 如請求項17的偏極化貴重氣體的傳送箱，更包括一核磁共振線圈，位於該基瓶附近，用以發射與接收射頻訊號，以量測該偏極化貴重氣體的偏極化程度。